האם ניסיתם פעם לשטוף כלים באמצעות מים בלבד?─ זה לא מסתדר, נכון ?!מדוע מים לבדם אינם יכולים להסיר שומן ולכלוך?זֶה זה קורה מכיוון שהרכב החומרים האלה שונה מאוד מהרכב המים, מה שמקשה עליהם לערבב.
אנו אומרים שמולקולות מים הן קוֹטבִיכלומר יש להם חלקים טעונים: חלק אחד חיובי והשני שלילי.שומנים ושמנים הם אפולרית, כלומר למולקולות שלה אין מטען.לפיכך, מולקולות הקוטב של המים אינן יכולות לחדור למולקולות השומן ולגרור אותן. מסיבה זו, שמן אינו מתערבב עם מים, כפי שמוצג באיור הבא:
מים ושמן אינם מתערבבים מכיוון שהמים הם קוטביים והשמן אינו קוטבי
בעיה נוספת היא שמולקולות המים יוצרות מעין "עור" או "סרט" שמקשה עוד יותר על חדירתו לכלוך. שכבה דקה זו נקראת מתח פני המים. היווצרותה מתרחשת מכיוון שהחלק החיובי של מולקולת מים אחת מושך את החלק השלילי של מולקולת מים אחרת, וכן הלאה.
באופן זה, המולקולות קרובות מאוד זו לזו, במיוחד מולקולות השטח, ויוצרות את הסרט עליו אנו מדברים. האיור הבא מראה כיצד מולקולות מים (המסומלות בכדורים הכחולים) מושכות זו את זו ויוצרות מתח פנים:
מתח פני השטח הוא "סרט" שנוצר על ידי כוחות המשיכה בין מולקולות מים עיליים
הוכחה לכך שלמים יש למעשה את ה"סרט "הזה מוצגת בתמונה למטה, בה חרק יכול ללכת על גבי מים:
חרק על מים בגלל מתח פנימי עז
לכן, כדי שנוכל לנקות את השומן והלכלוך, עלינו להשתמש בסבון.אבל איך עובד סבון? איך זה מנקה?
בעיקרון, הסבון מצליח "לשבור" את "הסרט" הזה של מים, ומאפשר לו לחדור לחומרים ולהסיר את הלכלוך. לכן סבון מכונה לעתים קרובות חומר פעילי שטח אוֹ חומר פעילי שטח, בגלל שהוא מקטין את מתח הפנים של המים. כאילו הסבון הפך את המים ל"רטובים "יותר, אתה יודע ?!
אבל איך הוא משיג את זה?כדי להבין, עיין בתמונה למטה המציגה את מבנה הסבון:
מבנה אופייני של סבון
ראו שיש לסבון חלק שאינו קוטבי (כמו גם השומן והשמן)וחלק אחר שהוא קוטבי (ממש כמו מים).באופן זה, החלק הלא קוטבי של מולקולת הסבון מתקשר עם המולקולות הלא קוטביות של שומנים ושמנים,והחלק הקוטבי מתקשר עם מולקולות המים הקוטביות.
מולקולות סבון מפיצות את עצמן ויוצרות מיסלים, כפי שמראה האיור הבא:
גריז עטיפה למיקסון סבון
שים לב שהחלק הלא קוטבי של מולקולות הסבון מקיף את חלקיק השומן, שנגרר על ידי המים הנמצאים במגע עם החלק הקוטבי של הסבון הפונה כלפי חוץ. לפיכך, המיצלים שנוצרו על ידי הסבון מסייעים בהסרת הלכלוך השומני.
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
